Bài giảng Hệ thống đo và điều khiển công nghiệp: Chương 6.4 - Nguyễn Thị Huế

Chia sẻ: Caphesua | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:99

Thêm vào BST

Báo xấu

50
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hệ thống đo và điều khiển công nghiệp: Chương 6.4 cung cấp cho người học những kiến thức như: Giới thiệu chung INTERBUS; Kiến trúc giao thức; Cấu trúc mạng; Kỹ thuật truyền dẫn; Cơ chế giao tiếp; Kiến trúc bức điện. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hệ thống đo và điều khiển công nghiệp: Chương 6.4 - Nguyễn Thị Huế

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BÀI GIẢNG ĐO VÀ ĐIỀU KHIỂN CÔNG NGHIỆP Nguyễn Thị Huế Bộ môn Kĩ thuật đo và Tin học công nghiệp NTH-Bộ môn kĩ thuật đo và tin học công nghiệp 1
NỘI DUNG MÔN HỌC Giới thiệu chung và lịch sử phát triển của các hệ thống đo 1 và điều khiển công nghiệp 2 Các thiết bị đo lường và chấp hành trong công nghiệp 3 Các bộ điều khiển khả trình 4 Các thiết bị giám sát trong công nghiệp 5 Cơ sở kĩ thuật truyền tin công nghiệp 6 Các giao thức công nghiệp tiêu biểu 7 Một số hệ thống công nghiệp thực tế 5/7/2019 2
Tài liệu tham khảo  Giáo trình “Màng thông tin công nghiệp” Hoàng Minh Sơn, nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật  Giáo trình “Hệ thống thông tin công nghiệp’ Phạm Thượng Hàn (chủ biên) Nhà xuất bản giáo dục  Giáo trình “Cảm biến công nghiệp”  Bài giảng “ Đo và điều khiển công nghiệp” Đào Đức Thịnh, bộ môn Kĩ thuật đo và Tin học công nghiệp.  …. NTH-Bộ môn kĩ thuật đo và tin học công nghiệp 3
NỘI DUNG CHƯƠNG 6 6 Các giao thức công nghiệp tiêu biểu 1. MODBUS 2. AS-I 3. PROFIBUS 2. CAN 5. DEVICE NET 6. INTERBUS 7. FOUNDATION FIELDBUS 8. ETHERNER 5/7/2019 4
6.6. INTERBUS 1. Giới 1. Giới thiệuthiệu chung chung 2. Kiến 2. Kiến Trúc Trúc giao giao thức thức 3. Cấu 3. Cấu trúc mạng trúc mạng 4.thuật 4. Kỹ Kỹ thuật truyền truyền dẫn dẫn 5. Cơ 5. chế chếtiếp Cơ giao giao tiếp 6. Kiến trúc bức điện 6. Kiến trúc bức điện
1. Giới thiệu chung  INTERBUS là một phát triển riêng của hãng Phoenix Contact.  Chuẩn hóa quốc tế IEC 61158-2 và IEC 61784.  Khả năng kết nối nhiều loại thiết bị khác nhau  Được sử dụng xuyên suốt trong hệ thống (bus trường, bus điều khiển, bus chấp hành-cảm biến)  Ứng dụng chủ yếu trong ngành công nghiệp chế tạo, lắp ráp và sản xuất vật liệu xây dựng  Số lượng thiết bị ghép nối: Số 1 trên thế giới  Được sử dụng trong nhiều nhà máy gạch, sứ-thủy tinh ở VN
1. Giới thiệu chung  Hệ thống bus trường, cho phép giảm chi phí, tiết kiệm dây NTH-Bộ môn kĩ thuật đo và tin học công nghiệp 7
2. Kiến trúc giao thức Ba lớp theo mô hình ISO/OSI:  Lớp vật lý: qui định phương pháp mã hóa bit, kỹ thuật truyền dẫn tín hiệu và giao diện giữa một thiết bị mạng với môi trường truyền,...  Lớp liên kết dữ liệu: có vai trò đảm bảo việc truyền dữ liệu tin cậy, chính xác, hỗ trợ cả dữ liệu quá trình (tuần hoàn) và các dữ liệu tham số (không tuần hoàn).  Lớp ứng dụng: PMS (Peripheral Message Specification) là một tập con của MMS, về cơ bản tương thích với các dịch vụ của PROFIBUS-FMS
2. Kiến trúc giao thức  Hỗ trợ tối đa việc trao đổi dữliệu giữa một bộ điều khiển trung tâm với các vào/ra phân tán, các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành.  Dữ liệu của INTERBUS được phânh chia làm 2 loại:  Dữ liệu quá trình  Dữ liệu tham số NTH-Bộ môn kĩ thuật đo và tin học công nghiệp 9
2. Kiến trúc giao thức DTI: Data interface SGI: Signal interface MXI: Mailbox interface API: Application programming interface PDC: Process data channel ALI: Application layer interface PMS: Peripheral message specification LLI: Lower layer interface PDL: Peripheral data link BLL: Basic link layer PHY: Physical layer
3. Cấu trúc mạng và kĩ thuật truyền dẫn  Cấu trúc mạch vòng tích cực  Có thể sử dụng mạch vòng phân cấp  Phương pháp truy nhập bus kết hợp giữa Master/Slave và TDMA
3. Cấu trúc mạng và kĩ thuật truyền dẫn
3. Cấu trúc mạng và kĩ thuật truyền dẫn Ưu điểm  Phạm vi phủ mạng rất lớn  Có khả năng kết mạng nhiều chủng loại thiết bị  Dễ dàng sử dụng cáp quang  Được thiết kế để dễ lắp đặt  Dễ chẩn đoán  Truyền hai chiều đồng thời  Định địa chỉ tự động dựa theo vị trí vật lý của một trạm trên mạch vòng.  Việc bảo dưỡng, sửa chữa, mở rộng hệ thống đơn giản hơn.
3. Cấu trúc mạng và kĩ thuật truyền dẫn Ưu điểm  Cho phép sử dụng nhiều loại đường truyền khác nhau, ví dụ cáp đôi dây xoắn, cáp quang, hồng ngoại, v.v...  Đôi dây xoắn + RS-485 được sử dụng rộng rãi nhất (5 dây giữa hai thiết bị)  Tốc độ truyền là 500 kbit/s => khoảng cách tối đa giữa hai thiết bị là 400 m.  Chiều dài tổng cộng max: 13 km.  Tổng số trạm max: 256.  Mã hóa bit NRZ.
3. Cấu trúc mạng và kĩ thuật truyền dẫn  Trong môi trường dễ cháy nổ, một thể loại INTERBUS khác là INTERBUS – Loop có thể ghép nối dễ dàng với một hệ thống INTERBUS  INTERBUS – Loop sử dụng phương pháp mã hóa bit Manchester, cho phép đồng tải nguồn cho các thiết bị qua hai dây dẫn mang tín hiệu.
4. Cơ chế giao tiếp  Cơ chế giao tiếp của INTERBUS dựa trên phương pháp truy nhập bus phân chia thời gian TDMA (Time Division Multiple Access), kết hợp với sự kiểm soát chủ tớ.  Khác với kiểu truyền thông báo áp dụng cho đại đa số các hệ thống bus trường, INTERBUS sử dụng phương pháp truyền đặc biệt theo kiểu xe đẩy xoay vòng gọi là khung tổng hợp (summation frame) hoặc thanh ghi dịch chuyển (shift register). => rất hiệu quả  Tính năng thời gian thực rất tốt  Chu kỳ bus: Đảm bảo vài milligiây  Có cơ chế đồng bộ hóa dữ liệu
4 Cơ chế giao tiếp
4 Cơ chế giao tiếp NTH-Bộ môn kĩ thuật đo và tin học công nghiệp 18
4 Cơ chế giao tiếp  Trong một chu kỳ bus, trạm chủ sẽ đọc từ bộ nhớ đệm và gửi trong một khung tổng hợp các dữ liệu đầu ra của tất cả các trạm.  Theo một chiều xoay vòng Mỗi được quy định sẵn, khung tổng hợp hay thanh ghi dịch chuyển đó sẽ lần lượt tới từng trạm.  thiết bị được cấp phát một khe thời gian tương ứng với một “khoang” trong thanh ghi để thực hiện chức năng trao đổi dữ liệu.  Khoảng thời gian đó cho phép một trạm đọc dữ liệu đầu vào hoặc (và) ghi dữ liệu đầu ra trong khoang riêng.  Thời gian tổng cộng mà tất cả các trạm cần sẽ tương đương với chiều dài khung tổng hợp.
4 Cơ chế giao tiếp  Khi khung tổng hợp đi hết một vòng và quay trở lại, trạm chủ đã đưa dữ liệu đầu ra tới tất cả các trạm và đồng thời nhận được ảnh của toàn bộ dữ liệu đầu vào.  Nếu thủ tục diễn ra không có lỗi, trạm chủ sẽ gửi một bức điện ngắn, đặc biệt tới lần lượt tất cả các trạm để thông báo kết thúc một chu kỳ bus và cho phép các thiết bị cập nhật dữ liệu quá trình một cách gần như đồng thời. NTH-Bộ môn kĩ thuật đo và tin học công nghiệp 20